Учені з Університету Іллінойсу реалізували мрію ледаря: ви вмикаєте комп’ютер, настроюєте його на розв’язання задачі, але програму можна не запускати — квантовий комп’ютер і так видасть відповідь.
Ідея звучить безглуздо, але американець Онур Хостен та його колеги зуміли втілити її в життя. Їхній пристрій на базі променя світла здатний знайти певний запис у базі даних, навіть без пошуку її. Це дивно й за стандартами квантової механіки, яка відома своїми контрінтуїтивними ефектами.
Квантові комп’ютери дуже відрізняються від традиційних настільних ПК. Вони використовують закони квантової механіки, щоб здійснити за одиницю часу безліч обчислень, тоді як традиційний комп’ютер спроможний тільки на одне. Для пошуку рішення квантовому потрібно набагато менше часу. Це можливо завдяки тому, що квантові об’єкти, такі як окремі атоми чи фотони світла, можуть перебувати в стані «суперпозицій». Для звичайних об’єктів такі стани є взаємовиключними. Наприклад, квантовий вимикач може бути водночас включений і виключений. Люди думають про ці дві події як про різні світи: в одному комп’ютер працює, в другому — вимкнений.
Утім, є і заковика. Результати квантових процесів ніколи не можна передбачити точно, тільки у ймовірнісних термінах. Тому квантове обчислення не завжди веде до правильної відповіді. Коли ідея таких пристроїв була висловлена вперше, деякі дослідники переконували, що частка успішних спроб буде надзвичайно низькою, і дорівнюватиме простому вгадуванню.
Хостен та його товариші знайшли спосіб упоратися з цим. Вони використовували квантовий феномен, відомий як квантовий ефект Зенона. Ця назва пов’язана зі знаменитим парадоксом старогрецького філософа Зенона, одна із сучасних інтепретацій якого звучить так: якщо дивитися на чайник, він ніколи не закипить. У квантовому комп’ютері фотон поміщали в суперпозицію станів, коли він і опрацьовувався алгоритмом, і ні. Перевага ефекту Зенона виражалася в тому, що фотон, який не проходив через алгоритм, збільшував ймовірність знаходження відповіді.